KR100910001B1 - Node-b/base station rake finger pooling - Google Patents
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Abstract
노드-B/기지국 수신기는 신호들을 수신하는 적어도 하나의 안테나를 포함한다. 재배치 가능한 레이크 핑거들의 풀에 있는 각각의 핑거는 사용자의 다중 경로 성분을 복원하고, 사용자의 코드, 다중 경로 성분의 코드 위상 및 적어도 하나의 안테나가 할당된다. 안테나/레이크 핑거 풀 인터페이스는 레이크 풀의 각각의 핑거에 그 레이크 핑거에 할당된 안테나의 출력을 제공한다. 결합기는 사용자에 대하여 복원된 다중 경로 성분들을 결합하여 사용자의 데이터를 발생한다. The Node-B / base station receiver includes at least one antenna for receiving the signals. Each finger in the pool of relocatable rake fingers restores the user's multipath component and is assigned the user's code, the code phase of the multipath component and at least one antenna. The antenna / lake finger pull interface provides each finger of the rake pool with the output of the antenna assigned to that rake finger. The combiner combines the multipath components reconstructed for the user to generate the user's data.
Description
도 1은 간략화된 무선 코드 분할 다중 접속 통신 시스템을 도시한다.1 illustrates a simplified wireless code division multiple access communication system.
도 2a, 2b 및 2c는 다양한 섹터/셀 부하를 도시한다.2A, 2B and 2C illustrate various sector / cell loads.
도 3은 소프터 핸드오버(softer handover)를 도시한다.3 shows a softer handover.
도 4는 바람직한 노드-B/기지국 수신기의 간략화된 블록도이다.4 is a simplified block diagram of a preferred Node-B / base station receiver.
도 5는 바람직한 레이크 핑거를 도시한다.5 shows a preferred rake finger.
도 6은 대안의 바람직한 노드-B/기지국 수신기의 간략화된 블록도이다.6 is a simplified block diagram of an alternative preferred Node-B / base station receiver.
도 7은 사용자의 다중 경로 성분들의 결합을 도시한다.7 illustrates a combination of multipath components of a user.
도 8은 소프터 핸드오버를 겪고 있는 사용자의 다중 경로 성분 결합을 도시한다.8 illustrates multipath component combining of a user who is undergoing softer handover.
도 9a, 9b 및 9c는 노드-B/기지국 수신기의 확장성(scalability)과 유연성을 도시한다.9A, 9B and 9C illustrate the scalability and flexibility of a Node-B / base station receiver.
본 발명은 대체로 무선 코드 분할 다중 접속 통신 시스템에 관한 것으로써, 특히 이러한 시스템에서 사용자 신호들을 수신하는 것에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to radio code division multiple access communication systems, and more particularly to receiving user signals in such systems.
도 1은 간략화된 무선 코드 분할 다중 접속 통신 시스템을 도시한다. 각각의 기지국(20 : 201-204)은 그 셀(241-242) 내의 사용자 장비(UE)(22 : 221-2221)와 통신한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(201)은 그 셀(24) 내의 사용자 장비(221-229)와 통신한다.1 illustrates a simplified wireless code division multiple access communication system. Each base station (20: 20 1 -20 4) is a user equipment (UE) in the cell (24 1 -24 2) communicates with a (22, 22 1 -22 21). 1, the base station (20 1) is in communication with a user equipment (22 1 -22 9) in the cell (24).
각각의 셀(24)은 또한 도 1에 도시된 바와 같이 6개의 섹터(26 : 261-266)로 분할될 수 있다. 전형적으로, 기지국(20)들은 그 섹터(26)들에 할당된 하나 이상의 안테나들을 이용하여 각 섹터(26)와 통신한다. 한 섹터(26) 내의 각각의 UE(22)는 그 섹터의 안테나와 통신한다. Each
셀(24) 및 섹터(26) 내에서의 UE(22)의 분포 뿐만 아니라, 셀 및 섹터 부하도 변동한다. 도 2a, 2b 및 2c는 셀 및 섹터 부하의 변동을 도시한다. 도 2a는 균일하게 분포하는 경부하된 3개의 섹터를 도시한다. 각 섹터(26) 내의 UE (22)는 비교적 균일하게 분포한다. 도 2b는 불균일하게 UE가 분포하는 경부하된 셀(24)을 도시한다. 한 섹터(263) 내에는 사용자가 없고(UE가 없음), 또 한 섹터(262)에는 많은 사용자들이 있다. 도 2c는 불균일하게 분포하는 과부하된 셀(24)들이다. 한 섹터(263)에는 소수의 사용자들이 있고, 다른 섹터(261, 262)에는 많은 사용자들이 있다. 기지국/노드-B 수신기는 바람직하게는 모든 이러한 다양한 부하를 수용할 필요 성이 있다.Not only the distribution of the UE 22 within the
또한, UE(22)는 도 3에 도시된 바와 같이 섹터들(26) 사이를 이동할 수 있으며, 예컨대 섹터(262)로부터 섹터(261)로 이동할 수 있다. 2개의 섹터(261, 262) 사이에서 UE(22)의 처리를 이전하는 한가지 기법이 소프터 핸드오버(softer handover)이다. 이 소프터 핸드오버에서, 그 이동 기간 동안에, UE(22)는 2개의 섹터(261, 262)의 안테나들과 동시에 통신한다. 소프터 핸드오버 동안에 신호 품질을 개선하기 위하여, 노드-B/기지국 수신기가 각 섹터(26)에 의해 수신되는 통신의 결합을 수용하는 것이 바람직하다. In addition, the UE 22 may move between sectors 26, as shown in FIG. 3, for example, from sector 26 2 to sector 26 1 . One technique for transferring the processing of the UE 22 between two sectors 26 1 , 26 2 is softer handover. In this softer handover, during its movement period, the UE 22 communicates simultaneously with the antennas of the two sectors 26 1 , 26 2 . In order to improve signal quality during softer handover, it is desirable for the Node-B / base station receiver to accept the combination of communications received by each sector 26.
따라서, 이러한 변동하는 조건들을 처리할 수 있는 노드-B/기지국 수신기를 구비하는 것이 바람직하다.Therefore, it would be desirable to have a Node-B / base station receiver capable of handling these varying conditions.
노드-B/기지국 수신기는 신호들을 수신하는 적어도 하나의 안테나를 포함한다. 재구성가능한 레이크 핑거들의 풀에 있는 각각의 핑거는 사용자의 다중 경로 성분을 복원하고, 사용자의 코드, 다중 경로 성분의 코드 위상 및 적어도 하나의 안테나 중 하나의 안테나가 할당된다. 안테나/레이크 핑거 풀 인터페이스는 레이크 풀의 각 핑거에 그 레이크 핑거에 할당된 안테나의 출력을 제공한다. 결합기는 사용자에 대하여 수신된 다중 경로 성분들을 결합하여 사용자의 데이터를 발생한다.The Node-B / base station receiver includes at least one antenna for receiving the signals. Each finger in the pool of reconfigurable Rake fingers restores the user's multipath component and is assigned an antenna of the user's code, the code phase of the multipath component and at least one antenna. The antenna / lake finger pull interface provides each finger of the rake pool with the output of the antenna assigned to that rake finger. The combiner combines the multipath components received for the user to generate the user's data.
도 4는 하나의 셀에 대한 바람직한 기지국/노드-B 수신기의 간략화된 블록도이다. 그 셀(24)은 M개의 섹터(26 : 261 - 26m)로 분할된다. M은 임의의 값이 될 수 있지만, M에 대한 바람직한 값은 6, 3 및 1이다. 각 섹터(26)는 그 섹터(26) 내의 사용자 통신을 수신하는 N개의 안테나[28 : (2811-28IN)∼(28M1-28MN)]를 구비한다. N은 임의의 수가 될 수 있고, 섹터별로 그 수가 변동될 수 있지만, N에 대한 바람직한 값들은 1, 2 및 4 이다. 4 is a simplified block diagram of a preferred base station / node-B receiver for one cell. The
모든 섹터(26)에 대한 안테나(28)는 안테나/레이크 핑거 풀 인터페이스(30)에 접속된다. 이 인터페이스(30)는 그 안테나 출력을 레이크 핑거 풀의 레이크 핑거 프로세서(핑거)(32 : 321-320)에 접속한다. 각각의 레이크 핑거(32)에는 복원할 특정 사용자의 수신된 다중 경로 성분들이 할당된다. 그 성분을 복원하기 위하여, 각각의 레이크 핑거(32)에는 안테나(28), 그 수신 성분과 관련된 코드와 코드 위상이 할당된다. UE(22)가 존재하는 섹터(26) 내의 안테나(28)는 안테나/레이크 핑거 풀 인터페이스(30)를 통하여 레이크 핑거(32)에 접속된다. UE(22)가 이용하는 코드는 레이크 핑거(32) 뿐만 아니라 소정의 다중 경로 성분의 코드 위상에 제공된다. 그 레이크 핑거(32)는 다중 경로 성분을 복원하고, 사용자의 다른 다중 경로 성분과 결합되기 전에 그 성분을 가중한다.Antennas 28 for all sectors 26 are connected to the antenna / lake
도 5는 다른 레이크 핑거를 구현하는데 이용될 수 있는 바람직한 레이크 핑거(46)를 도시한다. 핑거(46)는 그 안테나(28)로부터 수신된 신호의 샘플들을 수신한다. 경로 추적기(40)는 그 코드 위상을 갖는 핑거(46)를 정렬한다. 역확산기/디스크램블러(38)는 그 수신된 샘플을 그 대응하는 사용자 코드로 역확산 및 디스크램블링하여 다중 경로 성분의 기여에 의해 그 사용자 데이터로 복원한다. 경로 추 적기(40)는 또한 경로를 추적하고 보간을 통한 샘플링 에러를 수정함으로써, 예컨대, 그 역확산기/디스크램블러(38) 입력이 항상 양호하게 샘플링되도록 한다. 복수의 성분들의 결합을 최적화하기 위해서 복소 가중 장치(42)에 의해 그 기여를 가중한다. 바람직하게, 다른 가중 알고리즘을 사용하더라도, 그러한 가중은 최대비 결합(MRC : maximal ratio combining)에 의해 수행된다. 신호 대 잡음비(SNR) 추정기(44)는 그 가중 및 결합 알고리즘에 사용하는 다중 경로 성분의 SNR을 추정한다. 그 가중 인자(w)를 계산하는 계산 메커니즘은 바람직하게는 레이크 핑거(46)에 국부적으로 있다. 이러한 실시예에는 경로 가중 발생기(43)가 제공된다. 그 경로 가중 발생기는 통상적으로 역확산 신호의 데이터 성분을 토대로 동작한다. 그러나, 레이크 핑거(46)가 역확산 신호의 데이터 성분에 기초하여 동작하도록 만드는데에 판정 피드백이 이용될 수도 있다는 사실에 주목하는 것이 중요하다. 5 illustrates a
다시, 도 4를 참조해보면, 각각의 핑거(32)는 바람직하게는 다른 핑거들과 분리되어 동작하고, 할당된 안테나(28), 코드, 및 코드 위상을 임의의 다른 안테나(28), 코드, 및 코드 위상으로 재구성할 수 있다. 이러한 분리 및 재구성능력은 다양한 환경에서 레이크 핑거 풀이 다양하게 사용되는 것을 허용한다. 또한, 이러한 분리 및 재구성능력은, 주문형 집적 회로(ASCI)에서 매우 커다란 장점이 되는 소형 설계를 이용하여 핑거(32)를 구현하는 것을 용이하게 한다. 칩 레이트를 초과하는 클록 레이트를 갖는 ASIC에 대하여, 각각의 재구성가능한 레이크 핑거(32)는 복수의 성분들을 처리하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 16배 칩 레이트 클록에 대하여, 칩 주기 동안 동일한 재배치 레이크 핑거에 의해 16개의 다중 경로 성 분들이 처리될 수 있다. Referring again to FIG. 4, each finger 32 preferably operates separately from other fingers, and assigns the assigned antenna 28, code, and code phase to any other antenna 28, code, And code phase. This separation and reconstitution capability allows the rake finger pool to be used in a variety of environments. This separation and reconfigurability also facilitates the implementation of the finger 32 using a compact design which is a very big advantage in an application specific integrated circuit (ASCI). For ASICs with clock rates above the chip rate, each reconfigurable rake finger 32 may be used to process a plurality of components. For example, for a 16 times chip rate clock, 16 multipath members may be processed by the same relocation rake finger during the chip period.
레이크 핑거(32)의 출력은 변동하는 코드 위상 지연을 가지기 때문에, 결합 전에 레이크 핑거 출력을 동기화하기 위해 동기화 버퍼(34)가 이용된다. 바람직하게, 동기화 버퍼링은 공통의 메모리를 이용하여 수행된다. 대안의 실시예에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 샘플들을 레이크 핑거 풀에 입력하기 이전에 버퍼링을 수행하여, 각각의 레이크 핑거(32)의 출력이 결합전에 동기화되도록 한다.Since the output of the rake finger 32 has a varying code phase delay, the
각각의 레이크 핑거 출력의 동기화 후에, 각각의 UE의 다중 경로 성분들은 결합기(36)에 의해 결합되어, 그 사용자(사용자 1 데이터- 사용자 2 데이터)에 대한 소프트 부호들을 발생한다. 도 7은 섹터(K26K)에 존재하는 사용자에 대한 결합을 도시한다. 섹터(K26K) 내의 N개의 안테나(28K1-28KN)의 각각에 대하여, 각각의 안테나(28)에 결합된 다중 경로 성분의 갯수가 변하더라도 L 다중 경로 성분[다중 경로 성분(K11-K1L)∼(KN1-KNL)]들이 결합된다. 그 NxL 성분들은 가산기(46) 등의 결합기에 의해 결합되어, 사용자 데이터를 발생한다. After synchronization of each Rake finger output, the multipath components of each UE are combined by
도 8은 섹터(J26J)와 섹터(K26K)사이에서 소프터 핸드오버에 의해 핸드오프되고 있는 사용자에 대한 결합을 도시한다. 소프터 핸드오버에 있어서, 그 사용자는 2개의 섹터(26) 사이를 이동한다. 이 이동 동안에, 그 사용자는 2개의 섹터(26)와 통신한다. 섹터 (J, K) 내의 N 개의 안테나[(28K1-28KN), 28J1-28JN)]의 각각에 대하여, L 다중 경로 성분들은 사용자 데이터를 발생하는 결합기(48)에 의해 결합된다. 8 shows a bond for a user being handed off by softer handover between sector J26 J and sector K26 K. In softer handover, the user moves between two sectors 26. During this movement, the user communicates with two sectors 26. For each of the N antennas (28 K1 -28 KN ), 28 J1 -28 JN ) in sector (J, K), the L multipath components are combined by
노드-B/기지국 수신기의 재구성은 동적 셀 부하 및 사용자 분배를 허용한다. 레이크 핑거(32)의 재구성은 필요한 곳에서의 핑거(32)의 할당을 허용한다. 섹터들 사이에서 균일하게 분포된 사용자들을 갖는 하나의 셀에 대하여, 레이크 핑거(32)는 각 섹터(26)에 균일하게 할당될 수 있다. 다른 섹터들보다 부하가 큰 섹터를 갖는 셀들에 대하여, 보다 많은 핑거들이 큰 부하의 섹터에 할당될 수 있다. 또한, 다른 사용자들보다 고품질의 서비스를 요청하는 사용자들에게 보다 많은 레이크 핑거(32)들이 할당될 수 있다. Reconfiguration of the Node-B / base station receiver allows for dynamic cell load and user distribution. Reconstruction of the rake finger 32 allows the assignment of the finger 32 where needed. For one cell with users distributed evenly among the sectors, the rake finger 32 may be uniformly assigned to each sector 26. For cells with sectors that are heavier than other sectors, more fingers may be assigned to sectors of heavier load. In addition, more rake fingers 32 may be assigned to users who request a higher quality of service than other users.
도 9a, 9b, 및 9c는 노드-B/기지국 수신기의 확장성과 유연성을 도시한다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 초기에, 경부하의 섹터화되지 않은 셀(24)은 하나의 ASIC (521)에 의해 전체적으로 조정된다. 도 9b에서와 같이 셀 부하가 증가하면, 셀(24)은 3개의 섹터들(261, 262, 263)로 섹터화된다. 레이크 핑거(32)의 유연한 재구성능력은 섹터화된 셀에 대하여 동일한 ASIC(521)이 이용되는 것을 허용한다. 이 레이크 핑거(32)는 안테나/레이크 풀 인터페이스(30)의 소프트웨어(50)에 의한 수정에 의해 다른 섹터들 안의 사용자들에게 할당된다. 셀 부하가 도 9c에 도시된 바와 같이 증가하면, 추가적인 ASIC(522)는 이용가능한 레이크 핑거(32)의 전체 갯수를 증가시키기 위하여 부가될 수 있다. ASIC(522)의 이러한 부가에 의해 노드-B/기지국 수신기를 활용할 수 있다.9A, 9B, and 9C illustrate the scalability and flexibility of a Node-B / base station receiver. As shown in Figure 9a, initially, the
바람직하게, 복수의 ASIC(52)를 갖는 수신기에 대하여, 각각의 사용자는 소 프터 핸드오버용 섹터들을 가로질러 결합을 용이하게 하는 프로세싱용 특정 ASIC (52)에 할당된다. 바람직하게, 레이크 핑거(32)의 어느 것도 섹터(26)에 할당되지 않기 때문에, 복수의 섹터(26)로부터 사용자가 수신한 성분들은 손쉽게 결합될 수 있다. 복수의 섹터 성분들의 이러한 결합력은 도 8에 도시된 바와 같이 소프터 핸드오버를 용이하게 한다. 대안으로, ASIC(52)는 각 섹터(26)에 할당될 수 있다. 그러나, 하나의 섹터(26)에 유일하게 할당된 ASIC(52)에 대하여 소프터 핸드오버를 이용하는 경우에, 소프터 핸드오버를 경험하는 사용자 장비의 부품들을 결합하는 인터페이스가 이용된다. Preferably, for a receiver having a plurality of ASICs 52, each user is assigned to a specific ASIC 52 for processing that facilitates combining across sectors for soft handover. Preferably, since none of the rake fingers 32 are assigned to the sectors 26, the components received by the user from the plurality of sectors 26 can be easily combined. This coupling force of the plurality of sector components facilitates softer handover as shown in FIG. 8. Alternatively, ASIC 52 may be assigned to each sector 26. However, in the case of using softer handover for an ASIC 52 that is uniquely assigned to one sector 26, an interface is used that combines the parts of the user equipment that experience softer handover.
본 발명에 따르면, 기지국/노드-B 수신기는 다양한 모든 부하를 수용할 수 있고, 노드-B/기지국 수신기가 각 섹터(26)에 의해 수신되는 통신의 결합을 수용하여 소프터 핸드오버 동안에 신호 품질을 개선할 수 있다.According to the present invention, a base station / node-B receiver can accommodate any of a variety of loads, and the node-B / base station receiver accepts a combination of communications received by each sector 26 to signal quality during softer handover. Can be improved.
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